車床中齒輪的選材與加工1機械齒輪傳動一概述據(jù)史料記載，遠(yuǎn)在公元前400~200年的中國古代就巳開始使用齒輪，在我國山西出土的青銅齒輪是迄今巳發(fā)現(xiàn)的最古老齒輪，作為反映古代科學(xué)技術(shù)成就的指南車就是以齒輪機構(gòu)為核心的機械裝置。17世紀(jì)末，人們才開始研究，能正確傳遞運動的輪齒形狀。18世紀(jì)，歐洲工業(yè)革命以后，齒輪傳動的應(yīng)用日益廣泛；先是發(fā)展擺線齒輪，而后是漸開線齒輪，一直到20世紀(jì)初，漸開線齒輪已在應(yīng)用中占了優(yōu)勢。早在1694年，法國學(xué)者PhilippeDeLaHire首先提出漸開線可作為齒形曲線。1733年，法國人M.Camus提出輪齒接觸點的公法線必須通過中心連線上的節(jié)點。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪的瞬心線（節(jié)圓）純滾動時，與輔助瞬心線固聯(lián)的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡(luò)形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的，這就是Camus定理。它考慮了兩齒面的嚙合狀態(tài)；明確建立了現(xiàn)代關(guān)于接觸點軌跡的概念。1765年，瑞士的L．Euler提出漸開線齒形解析研究的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，闡明了相嚙合的一對齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關(guān)系。后來，Savary進一步完成這一方法，成為現(xiàn)在的Eu-let-Savary方程。對漸開線齒形應(yīng)用作出貢獻的是RoteftWUlls，他提出中心距變化時，漸開線齒輪具有角速比不變的優(yōu)點。1873年，德國工程師Hoppe提出，對不同齒數(shù)的齒輪在壓力角改變時的漸開線齒形，從而奠定了現(xiàn)代變位齒輪的思想基礎(chǔ)。19世紀(jì)末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現(xiàn)，使齒輪加工具軍較完備的手段后，漸開線齒形更顯示出巨大的優(yōu)走性。切齒時只要將切齒工具從正常的嚙合位置稍加移動，就能用標(biāo)準(zhǔn)刀具在機床上切出相應(yīng)的變位齒輪。1908年，瑞士MAAG研究了變位方法并制造出展成加工插齒機，后來，英國BSS、美國AGMA、德國DIN相繼對齒輪變位提出了多種計算方法。為了提高動力傳動齒輪的使用壽命并減小其尺寸，除從材料，熱處理及結(jié)構(gòu)等方面改進外，圓弧齒形的齒輪獲得了發(fā)展。1907年，英國人FrankHumphris最早發(fā)表了圓弧齒形。1926年，瑞土人EruestWildhaber取得法面圓弧齒形斜齒輪的專利權(quán)。1955年，蘇聯(lián)的M．L．Novikov完成了圓弧齒形齒輪的實用研究并獲得列寧勛章。1970年，英國Rolh—Royce公司工程師R．M.Studer取得了雙圓弧齒輪的美國專利。這種齒輪現(xiàn)已日益為人們所重視，在生產(chǎn)中發(fā)揮了顯著效益。齒輪是能互相嚙合的有齒的機械零件，它在機械傳動及整個機械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛。現(xiàn)代齒輪技術(shù)已達(dá)到：齒輪模數(shù)0.004?100毫米；齒輪直徑由1毫米?150米；傳遞功率可達(dá)十萬千瓦；轉(zhuǎn)速可達(dá)十萬轉(zhuǎn)/分；最高的圓周速度達(dá)300米/秒。齒輪在傳動中的應(yīng)用很早就出現(xiàn)了。公元前三百多年，古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機械問題》中，就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運動的問題。中國古代發(fā)明的指南車中已應(yīng)用了整套的輪系。不過，古代的齒輪是用木料制造或用金屬鑄成的，只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運動，不能保證傳動的平穩(wěn)性，齒輪的承載能力也很小。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，齒輪運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性受到重視。1674年丹麥天文學(xué)家羅默首次提出用外擺線作齒廓曲線，以得到運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的齒輪。世紀(jì)工業(yè)革命時期，齒輪技術(shù)得到高速發(fā)展，人們對齒輪進行了大量的研究。1733年法國數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律；1765年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建議采用漸開線作齒廓曲線。世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機和插齒機，解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問題。1900年,普福特為滾齒機裝上差動裝置，能在滾齒機上加工出斜齒輪，從此滾齒機滾切齒輪得到普及，展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢，漸開線齒輪成為應(yīng)用最廣的齒輪。1899年，拉舍最先實施了變位齒輪的方案。變位齒輪不僅能避免輪齒根切，還可以湊配中心距和提高齒輪的承載能力。1923年美國懷爾德哈伯最先提出圓弧齒廓的齒輪，1955年蘇諾維科夫?qū)A弧齒輪進行了深入的研究，圓弧齒輪遂得以應(yīng)用于生產(chǎn)。這種齒輪的承載能力和效率都較高，但尚不及漸開線齒輪那樣易于制造，還有待進一步改進。齒輪的組成結(jié)構(gòu)一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。輪齒簡稱齒，是齒輪上每一個用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運轉(zhuǎn)；齒槽是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上，垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面；法面指的是垂直于輪齒齒線的平面；齒頂圓是指齒頂端所在的圓；齒根圓是指槽底所在的圓；基圓是形成漸開線的發(fā)生線作純滾動的圓；分度圓是在端面內(nèi)計算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造，因此現(xiàn)代使用的齒輪中，漸開線齒輪占絕對多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較少。在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較?。欢髩毫驱X輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大，因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標(biāo)準(zhǔn)化，一般均采用標(biāo)準(zhǔn)齒高。變位齒輪的優(yōu)點較多，已遍及各類機械設(shè)備中。另外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。齒輪的制造材料和熱處理過程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀(jì)50年代前，齒輪多用碳鋼，60年代改用合金鋼，而70年代多用表面硬化鋼。按硬度，齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。軟齒面的齒輪承載能力較低，但制造比較容易，跑合性好，多用于傳動尺寸和重量無嚴(yán)格限制，以及小量生產(chǎn)的一般機械中。因為配對的齒輪中，小輪負(fù)擔(dān)較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度一般要比大輪的高。硬齒面齒輪的承載能力高，它是在齒輪精切之后，再進行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。但在熱處理中，齒輪不可避免地會產(chǎn)生變形，因此在熱處理之后須進行磨削、研磨或精切，以消除因變形產(chǎn)生的誤差，提高齒輪的精度。制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強度比鍛鋼稍低，常用于尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機械性能較差，可用于輕載的開式齒輪傳動中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪；塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。未來齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長和經(jīng)濟可靠。而齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進一步研究輪齒損傷的機理，這是建立可靠的強度計算方法的依據(jù)，是提高齒輪承載能力，延長齒輪壽命的理論基礎(chǔ)；發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形；研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝；研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場的分布，進行輪齒修形，以改善齒輪運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，并在滿載時增大輪齒的接觸面積，從而提高齒輪的承載能力。摩擦、潤滑理論和潤滑技術(shù)是齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作，研究彈性流體動壓潤滑理論，推廣采用合成潤滑油和在油中適當(dāng)?shù)丶尤霕O壓添加劑，不僅可提高齒面的承載能力，而且也能提高傳動效率。］二中國齒輪工業(yè)的發(fā)展中國齒輪工業(yè)在“十五”期間得到了快速發(fā)展：2005年齒輪行業(yè)的年產(chǎn)值由2000年的240億元增加到683億元，年復(fù)合增長率23.27%，已成為中國機械基礎(chǔ)件中規(guī)模最大的行業(yè)。就市場需求與生產(chǎn)規(guī)模而言，中國齒輪行業(yè)在全球排名已超過意大利，居世界第四位。2006年，中國全部齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值102628183千元，比上年同期增長24.15％；實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入98238240千元，比上年同期增長24.37％；實現(xiàn)累計利潤總額5665210千元，比上年同期增長26.85％。2007年1-12月，中國全部齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值136542841千元，比上年同期增長30.96％；2008年1-10月，中國全部齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值144529138千元，比上年同期增長32.92％。中國齒輪制造業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還存在自主創(chuàng)新能力不足、新品開發(fā)慢、市場競爭無序、企業(yè)管理薄弱、信息化程度低、從業(yè)人員綜合素質(zhì)有待提高等問題?，F(xiàn)階段齒輪行業(yè)應(yīng)通過市場競爭與整合，提高行業(yè)集中度，形成一批擁有幾十億元、5億元、1億元資產(chǎn)的大、中、小規(guī)模企業(yè)；通過自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，形成一批車輛傳動系（變速箱、驅(qū)動橋總成）牽頭企業(yè)，用牽頭企業(yè)的配套能力整合齒輪行業(yè)的能力與資源；實現(xiàn)專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產(chǎn)品和有快速反應(yīng)能力的名牌企業(yè)；通過技改，實現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉(zhuǎn)型?！笆晃濉蹦┢?，中國齒輪制造業(yè)年銷售額可達(dá)到1300億元，人均銷售額上升到65萬元/年，在世界行業(yè)排名中達(dá)到世界第二。2006-2010年將新增設(shè)備10萬臺，即每年用于新增設(shè)備投資約60億元，新購機床2萬臺，每臺平均單價30萬元。到2010年，中國齒輪制造業(yè)應(yīng)有各類機床總數(shù)約40萬臺，其中數(shù)控機床10萬臺，數(shù)控化率25％（高于機械制造全行業(yè)平均值17%）。三齒輪機構(gòu)的類型按軸的相對位置平行軸齒輪傳動機構(gòu)①②按齒線相對齒輪體母線相對位置按齒廓曲線漸開線齒、擺線齒、圓弧齒按齒輪傳動機構(gòu)的工作條件閉式傳動、開式傳動、半開式傳動③按齒面硬度軟齒面（W350HB）、硬齒面（＞350HB）說明：①平行軸齒輪傳動機構(gòu)又稱為平面齒輪傳動機構(gòu).②相交軸齒輪傳動機構(gòu)和交錯軸齒輪傳動機構(gòu)統(tǒng)稱為空間齒輪傳動機構(gòu).③閉式傳動的齒輪封閉在箱體內(nèi)，潤滑良好；開式傳動的齒輪是完全外露的，不能保證良好潤滑；半開式傳動的齒輪浸在油池內(nèi)，裝有防護罩，不封閉。

IH齒直斜IH齒斜IH齒內(nèi)齒輪IH齒直斜IH齒斜IH齒內(nèi)齒輪曲線齒交錯軸齒輪傳動機構(gòu)相交軸齒輪傳動機構(gòu)（圓錐齒輪傳動機構(gòu)）蝸桿蝸輪準(zhǔn)雙曲面蝸桿蝸輪準(zhǔn)雙曲面齒輪四齒輪模數(shù)“模數(shù)”是指相鄰兩輪齒同側(cè)齒廓間的齒距t與圓周率n的比值(m=t/n)，以毫米為單位。模數(shù)是模數(shù)制輪齒的一個最基本參數(shù)。模數(shù)越大，輪齒越高也越厚，如果齒輪的齒數(shù)一定，則輪的徑向尺寸也越大。模數(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)設(shè)計、制造和檢驗等要求制訂的。對於具有非直齒的齒輪，模數(shù)有法向模數(shù) mn、端面模數(shù)ms與軸向模數(shù)mx的區(qū)別，它們都是以各自的齒距(法向齒距、端面齒距與軸向齒距)與圓周率的比值，也都以毫米為單位。對於錐齒輪，模數(shù)有大端模數(shù) me、平均模數(shù)mm和小端模數(shù)m1之分。對於刀具，則有相應(yīng)的刀具模數(shù)mo等。標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)的應(yīng)用很廣。在公制的齒輪傳動、蝸桿傳動、同步齒形帶傳動和棘輪、齒輪聯(lián)軸器、花鍵等零件中，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)都是一項最基本的參數(shù)。它對上述零件的設(shè)計、制造、維修等都起著基本參數(shù)的作用(見圓柱齒輪傳動、蝸桿傳動等)。齒輪計算公式:分度圓直徑d=mzm模數(shù)z齒數(shù)齒頂高h(yuǎn)a=ha*m齒根高h(yuǎn)f=(ha*+c*)m齒全高h(yuǎn)=ha+hf=(zha*+c*)mha*=1c*=0.25五斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)螺旋角：B>0為左旋，反之為右旋齒距：pn=ptcosB，下標(biāo)n和t分別表示法向和端面模數(shù)：mn=mtcosp齒寬：分度圓直徑：d=mtz中心距：正確嚙合條件：ml=m2,a1=a2,p1=-p2重合度：當(dāng)量齒數(shù)：齒輪振動的簡易診斷方法進行簡易診斷的目的是迅速判斷齒輪是否處于正常工作狀態(tài)，對處于異常工作狀態(tài)的齒輪進一步進行精密診斷分析或采取其他措施。當(dāng)然，在許多情況下，根據(jù)對振動的簡單分析，也可診斷出一些明顯的故障。齒輪的簡易診斷包括噪聲診斷法、振平診斷法以及沖擊脈沖( SPM)診斷法等，最常用的是振平診斷法。振平診斷法是利用齒輪的振動強度來判別齒輪是否處于正常工作狀態(tài)的診斷方法。根據(jù)判定指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)不同，又可以分為絕對值判定法和相對值判定法。1．絕對值判定法絕對值判定法是利用在齒輪箱上同一測點部位測得的振幅值直接作為評價運行狀態(tài)的指標(biāo)。用絕對值判定法進行齒輪狀態(tài)識別，必須根據(jù)不同的齒輪箱，不同的使用要求制定相應(yīng)的判定標(biāo)準(zhǔn)。制定齒輪絕對值判定標(biāo)準(zhǔn)的主要依據(jù)如下：1)對異常振動現(xiàn)象的理論研究；根據(jù)實驗對振動現(xiàn)象所做的分析；對測得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計評價；參考國內(nèi)外的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。實際上，并不存在可適用于一切齒輪的絕對值判定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)齒輪的大小、類型等不同時，其判定標(biāo)準(zhǔn)自然也就不同。按一個測定參數(shù)對寬帶的振動做出判斷時，標(biāo)準(zhǔn)值一定要依頻率而改變。頻率在1kHz以下，振動按速度來判定；頻率在1kHz以上，振動按加速度來判定。實際的標(biāo)準(zhǔn)還要根據(jù)具體情況而定。2.相時值判定法在實際應(yīng)用中，對于尚未制定出絕對值判定標(biāo)準(zhǔn)的齒輪，可以充分利用現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計平均，制定適當(dāng)?shù)南鄬ε卸?biāo)準(zhǔn)，采用這種標(biāo)準(zhǔn)進行判定稱為相對值判定法。相對判定標(biāo)準(zhǔn)要求將在齒輪箱同一部位測點在不同時刻測得的振幅與正常狀態(tài)下的振幅相比較，當(dāng)測量值和正常值相比達(dá)到一定程度時，判定為某一狀態(tài)。比如，相對值判定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實際值達(dá)到正常值的1.6~2倍時要引起注意，達(dá)到2.56~4倍時則表示危險等。至于具體使用時是按照1.6倍進行分級還是按照2倍進行分級，則視齒輪箱的使用要求而定，比較粗糙的設(shè)備(例如礦山機械)一般使用倍數(shù)較高的分級。實際中，為了達(dá)到最佳效果，可以同時采用上述兩種方法，以便對比比較，全面評價六齒輪傳動齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動。按齒輪軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動、相交軸圓錐齒輪傳動和交錯軸螺旋齒輪傳動。具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長等特點。齒輪傳動是指用主、從動輪輪齒直接、傳遞運動和動力的裝置。在所有的機械傳動中，齒輪傳動應(yīng)用最廣，可用來傳遞任意兩軸之間的運動和動力。齒輪傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達(dá)300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動會產(chǎn)生噪聲。齒輪傳動的類型很多。（1）根據(jù)兩軸的相對位置和輪齒的方向，可分為以下類型：<1>圓柱<3>；<2>錐齒輪傳動；<3>交錯軸斜齒輪傳動。（2）根據(jù)齒輪的工作條件，可分為：<1>開式齒輪傳動式齒輪傳動，齒輪暴露在外，不能保證良好的潤滑。<2>半開式齒輪傳動，齒輪浸入油池，有護罩，但不封閉。<3>閉式齒輪傳動，齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內(nèi)，潤滑條件良好，灰沙不易進入，安裝精確，齒輪傳動有良好的工作條件，是應(yīng)用最廣泛的齒輪傳動。齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則針對齒輪五種失效形式，應(yīng)分別確立相應(yīng)的設(shè)計準(zhǔn)則。但是對于齒面磨損、塑性變形等，由于尚未建立起廣為工程實際使用而且行之有效的計算方法及設(shè)計數(shù)據(jù)，所以目前設(shè)計齒輪傳動時，通常只按保證齒根彎曲疲勞強度及保證齒面接觸疲勞強度兩準(zhǔn)則進行計算。對于高速大功率的齒輪傳動（如航空發(fā)動機主傳動、汽輪發(fā)電機組傳動等），還要按保證齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進行計算（參閱GB6413－1986）。至于抵抗其它失效能力，目前雖然一般不進行計算，但應(yīng)采取的措施，以增強輪齒抵抗這些失效的能力。1、閉式齒輪傳動由實踐得知，在閉式齒輪傳動中，通常以保證齒面接觸疲勞強度為主。但對于齒面硬度很高、齒芯強度又低的齒輪（如用20、20Cr鋼經(jīng)滲碳后淬火的齒輪）或材質(zhì)較脆的齒輪，通常則以保證齒根彎曲疲勞強度為主。如果兩齒輪均為硬齒面且齒面硬度一樣高時，則視具體情況而定。功率較大的傳動，例如輸入功率超過75kW的閉式齒輪傳動，發(fā)熱量大，易于導(dǎo)致潤滑不良及輪齒膠合損傷等，為了控制溫升，還應(yīng)作散熱能力計算。2、開式齒輪傳動開式（半開式）齒輪傳動，按理應(yīng)根據(jù)保證齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準(zhǔn)則進行計算，但如前所述，對齒面抗磨損能力的計算方法迄今尚不夠完善，故對開式（半開式）齒輪傳動，目前僅以保證齒根彎曲疲勞強度作為設(shè)計準(zhǔn)則。為了延長開式（半開式）齒輪傳動的壽命，可視具體需要而將所求得的模數(shù)適當(dāng)增大。2車床中的齒輪工作圖1，）齒輪的工作條件（1）齒輪的工作環(huán)境、主要失效形式及對材料性能的要求。齒輪是機械工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的重要零件之一，它主要用于傳遞動力和運動，改變速度和方向。1、齒輪工作時的受力情況由于傳遞扭矩，齒輪的齒根部受交變彎曲應(yīng)力；齒面相互接觸產(chǎn)生相對滾動和滑動，承受大的接觸應(yīng)力并產(chǎn)生強烈的摩擦；在換擋、啟動和齒合不良時，齒輪承受一定的沖擊載荷；因加工、安裝不當(dāng)或齒、軸變形等引起的吃面接觸不良，以及外來灰塵、金屬屑的應(yīng)質(zhì)微粒的侵入，都會成為附加載荷而使工作環(huán)境惡化。因此，齒輪的工作條件和受力情況是較復(fù)雜的。2、齒輪的主要失效形式根據(jù)齒輪的工作條件，其主要失效形式是斷齒、齒面剝落、磨損及過量塑性變形等。2，）齒輪對材料的性能要求根據(jù)齒輪的受力情況和失效形式，要求齒輪應(yīng)具備：良好的切削加工性能；熱處理后具有高的解除疲勞強度；高的彎曲疲勞強度，特別是齒根處要有足夠的強度；高的齒面硬度和耐磨性；是淡的心部強度和足夠的韌性；淬火變形小及組織內(nèi)部缺陷應(yīng)控制在允許的范圍內(nèi)等。3，）齒輪材料的選用原則齒輪材料的選用主要是依據(jù)齒輪工作中狀況，對材料提出要求及選擇合適的熱處理方式。一般要求材料耐磨性好，抗腐蝕性好，強度、剛度和可加工性均好。另外，齒輪是成對使用的,為了使大小兩齒輪的強度和耐磨性接近相等，小齒輪的材料應(yīng)好于大齒輪的，其齒面硬度也要高一些。4、）齒輪常用的材料及選用（1）低、中碳鋼或低、中碳合金鋼，根據(jù)齒輪的性能要求，齒輪常用材料可選用低、中碳鋼或低、中碳合金鋼，并對齒輪表面進行處理，使齒輪表面有較高強度和硬度，心部有較好的韌性。此類剛材的工藝性能良好，價格較便宜。例如汽車、機床中的重要齒輪。（2）非鐵金屬及非金屬材料承受載荷較輕，速度較小的齒輪，還常選用非鐵金屬材料，如儀器儀表齒輪常選用黃銅、鋁青銅等；隨著高分子材料性能的不斷完善，工程塑料制的齒輪也在越來越多的場合得到應(yīng)用。（3）鑄鐵材料對于一些輕載、低速、不受沖擊、精度和結(jié)構(gòu)緊湊要求不高的不重要的齒輪，常采用灰鑄鐵并適當(dāng)熱處理。近年來球墨鑄鐵應(yīng)用范圍越來越廣。對于潤滑條件差而要求耐磨的齒輪及要求耐沖擊、高強度、高韌性和耐疲勞的齒輪，可用貝氏體球墨鑄鐵代替滲碳鋼。（1）齒輪材料的具體實例1、機床齒輪選材機床齒輪主要傳遞動力，改變運動速度和方向，載荷不大，工作平穩(wěn)無前列沖擊，轉(zhuǎn)速也不很高，工作環(huán)境較好。一般選用調(diào)制鋼制造，如40鋼、45鋼、40鉻、42siMn等，經(jīng)調(diào)質(zhì)（或正火）、高頻感應(yīng)加熱淬火、低溫回火即可達(dá)到使用要求。但隨著機床工業(yè)的發(fā)展，機床中也出現(xiàn)了高速且承受沖擊載荷較大的重要齒輪（如立式車床上的一些齒輪），這種情況下，宜選20CrMnTi鋼、20Cr鋼等合金滲碳鋼制造，經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火處理使之達(dá)到使用要求。（2）確定加工工藝加工工藝路線為：下料、毛坯鍛造、正火（850~870攝氏度空冷）、粗加工、調(diào)質(zhì)（840~860攝氏度油淬，600~650攝氏度回火）、精加工、高頻感應(yīng)加熱淬火（860~880攝氏度高頻感應(yīng)加熱，乳化液冷卻）、低溫回火（180~200攝氏度回火）、精磨。熱處理的目的：鋼的熱處理目的不僅可以改進鋼的加工工藝性能，更重要的是能充份發(fā)揮鋼材的潛力，提高鋼的使用性能，節(jié)提高鋼的使用性能，節(jié)、齒坯中高壓和高壓齒輪泵的齒輪都是連軸的整體齒輪，齒輪齒坯一般都采用模鍛件。由于鍛件的加工余量大，既耗能又耗材，目前有些工廠采用精密鍛件，選用粗細(xì)為軸頸尺寸加余量的棒料，將其中間局部加熱敏粗到齒輪的毛坯尺寸。也可采用摩擦焊接件做齒坯，這樣既節(jié)能、節(jié)材，又減少加工工時。、弧面中心孔由于齒輪泵齒輪的所有加工工序都是以中心孔作為定位基準(zhǔn)的，齒輪加工精度又要求高，因此中心孔的質(zhì)量對齒輪的加工質(zhì)量影響很大?；∶嬷行目着c頂尖錐面的接觸為環(huán)形帶狀接觸，接觸好，定位準(zhǔn)確，修磨中心孔容易、中心孔的深度和兩中心孔間的距離一般齒輪泵生產(chǎn)都是大批量生產(chǎn)，泵齒輪的所有機加工工序都是以兩個中心孔作為加工基準(zhǔn)的。為了簡化機床的調(diào)整，使加工操作方便，齒輪的中心孔到軸頸端面的深度和兩個中心孔之間的距離應(yīng)嚴(yán)格控制，并要在加工工序中設(shè)置專用的檢測工具進行檢查，4、齒形加工齒輪泵齒輪的齒形精度要求較高，一般為7級或8-8-7級，因此大批量生產(chǎn)齒輪泵齒輪時，齒形都采用滾一剃工藝，對于中、小批量生產(chǎn)，也可采用滾—磨工藝。為了達(dá)到要求的齒形精度，剃齒刀一般采用修正齒形的剃齒刀。有些齒輪泵為了改善齒面的載荷分布情況和提高齒面接觸精度，將齒面剃成中臌一齒，臌形量為0.15~0.2mm。5、齒輪端面和軸頸的磨削加工齒輪泵的齒輪端面和軸頸，不僅精度和表面粗糙度要求高，而且端面與軸頸的垂直度公差為0.005mm，只許凹不許凸，所以齒輪端面和軸頸的精磨要求在專用高精度數(shù)控切入式端面外圓磨床上一次裝夾磨削。先磨軸頸，磨到尺寸后由測量儀器發(fā)出信號，砂輪后退0.05，再磨端面，磨到尺寸后由端面測量儀器發(fā)出信號，磨輪快速退回。另外，為了達(dá)到精度和表面粗糙度的要求，砂輪除了要做靜平衡調(diào)整外，機床上還應(yīng)裝砂輪自動平衡系統(tǒng)，待砂輪修正到自動平衡顯示儀顯示允許數(shù)值后再開始磨削加工。有些齒輪軸頸還要磨倒錐和越程槽，可在機床上設(shè)置專用的砂輪修正靠模修磨砂輪，實現(xiàn)倒錐和越程槽的磨削。目前也有采用數(shù)控切入式端面外圓磨床，利用數(shù)控編程來修正砂輪，實現(xiàn)倒錐和越程槽的磨削。6、 倒圓齒輪端面齒廓R0.1mm為了防止齒輪端面齒廓的毛刺刮傷泵的側(cè)板、泵蓋或浮動軸套、齒輪齒廓必須倒圓到R0.1mm。實現(xiàn)齒廓倒圓可采用光飾、尼龍刷和電解等方法。7、 精磨齒輪齒頂圓由于設(shè)計齒輪泵時要求齒輪的齒頂圓為銳邊，在齒輪端面齒廓加工時不可能只倒圓端面齒廓而不倒圓齒輪齒頂圓，因此應(yīng)在端面齒廓倒圓加工后再精磨齒輪的齒頂圓。8、 齒輪端面的超精或拋光加工一般齒輪泵齒輪端面的表面粗糙度Ra為0.2微米，在大批量生產(chǎn)時，即使使用高精度切入式端面外圓磨制加工這個要求也很難穩(wěn)定達(dá)到。為了使齒輪端面的表面粗糙度穩(wěn)定達(dá)到Ra=0.2，一般在端面精磨后再進行超精或拋光加工。齒輪端面超精加工是在專用機床上，用兩個碗形油